Ecja në Strandbeest, Java/Python dhe App Controlled: 4 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Ndiqni më shumë nga autori:

Ky komplet Strandbeest është një vepër DIY e bazuar në Strandbeest e shpikur nga Theo Jansen. I mahnitur nga dizajni gjenial mekanik, unë dua ta pajis atë me manovrim të plotë, dhe më tej, inteligjencë kompjuterike. Në këtë udhëzues, ne punojmë në pjesën e parë, manovrueshmërinë. Ne gjithashtu mbulojmë strukturën mekanike për kompjuterin e madhësisë së kartës së kreditit, në mënyrë që të mund të luajmë me vizionin kompjuterik dhe përpunimin e AI. Për të thjeshtuar punën dhe funksionimin e ndërtimit, nuk kam përdorur arduino ose kompjuter të ngjashëm të programueshëm, në vend të kësaj, unë ndërtoj një kontrollues të pajisjeve bluetooth. Ky kontrollues, që punon si terminal që ndërvepron me pajisjet robotike, kontrollohet nga një sistem më i fuqishëm, siç është një aplikacion i telefonit android ose RaspberryPi, etj. Kontrolli mund të jetë ose kontrolli i ndërfaqes së telefonit celular, ose kontrolli i programueshëm në gjuhën python ose Java. Një SDK për secilën gjuhë programimi ofrohet me burim të hapur në

Meqenëse manuali i përdorimit mini-Strandbeest është mjaft i qartë në shpjegimin e hapave të ndërtimit, në këtë udhëzues, ne do të përqendrohemi në pjesët e informacionit që nuk mbulohen zakonisht në manualin e përdoruesit, dhe pjesët elektrike/elektronike.

Nëse kemi nevojë për ide më intuitive për montimin mekanik të këtij kompleti, janë në dispozicion mjaft video të mira mbi temën e montimit, të tilla si

Furnizimet

Për të ndërtuar pjesën mekanike dhe për të bërë të gjithë lidhjen elektrike të këtij Strandbeest, duhet të zgjasë më pak se 1 orë nëse koha e pritjes për printimin 3D nuk llogaritet. Kërkon pjesët e mëposhtme:

(1) 1x komplet standard Strandbeest (https://webshop.strandbeest.com/ordis-parvus)

(2) Motor 2x DC me kuti ingranazhesh (https://www.amazon.com/Greartisan-50RPM-Torque-Re…)

(3) 1x kontrollues Bluetooth (https://ebay.us/Ex61kC?cmpnId=5338273189)

(4) 1x Bateri LiPo (3.7V, zgjedhja juaj e kapacitetit në mAh)

(5) vida druri 12x M2x5.6mm

(6) Shufër karboni ose bambu me diametër 2 mm

Shtypni 3D pjesët e mëposhtme:

(1) 1x trupi kryesor i robotikës

(Shkarkoni skedarin e dizajnit të printimit 3D me kontrollues bluetooth vetëm)

(Skedar i dizajnit të printimit 3D me shkarkim shtesë të OrangePi Nano)

(2) 2x fllanxhë e boshtit të diskut (shkarkimi i skedarit të dizajnit të printimit 3D)

(3) fiksim i sistemit të energjisë 2x (shkarkimi i skedarit të dizajnit të printimit 3D)

Të tjerët:

Telefon celular Android. Shkoni në playstore të Google, ju lutemi kërkoni M2ROBOTS dhe instaloni Aplikacionin e kontrollit.

Në rast se është e vështirë të hyni në playstore të Google, vizitoni faqen time personale personale për metodën alternative të shkarkimit të aplikacionit

Hapi 1: Organizimi i pjesëve

Në këtë hap, ne do të organizojmë të gjitha pjesët që do të mblidhen. Fig.1. tregon të gjitha pjesët plastike jashtë kutisë që përdorim për të ndërtuar modelin Strandbeest. Ato janë bërë nga derdhja e injektimit, e cila është shumë efikase, në krahasim me metodat e tjera të prodhimit të përpunimit, të tilla si printimi 3D ose bluarja. Kjo është arsyeja pse ne duam të përfitojmë sa më shumë nga produkti i prodhuar në masë, dhe të personalizojmë vetëm sasinë më të vogël të pjesëve.

Siç tregohet në Fig.2, çdo copë dërrasë plastike ka një alfabet të etiketuar, pjesa individuale nuk ka etiketimin. Pasi të ndahen, nuk ka më etiketim. Për të zgjidhur këtë problem, ne mund të vendosim pjesë të të njëjtit lloj në kuti të ndryshme, ose thjesht të shënojmë zona të shumta në një copë letër dhe të vendosim një lloj pjesësh në një zonë, shih Fig. 3.

Për të prerë pjesën plastike nga pllaka plastike e montimit më të madh, gërshërët dhe thika mund të mos jenë aq efikase sa dhe aq të sigurta sa pinca e treguar në Fig. 4 dhe 5.

Çdo gjë këtu është prej plastike, përveç materialit të gishtërinjve të gomës, shiko Fig.6. Mund të presim sipas prerjeve të bëra më parë. Natyra e butë e materialit të gomës siguron performancë më të mirë kapëse të strandbeest. Particularlyshtë veçanërisht e vërtetë kur ngjiteni në një shpat. Në temat e mëvonshme, ne mund të testojmë aftësinë e tij për t'u ngjitur në kënd të ndryshëm të pjerrësisë, me dhe pa gishtërinjtë e gomës. Kur nuk ka rrëshqitje, quhet fërkim statik. Pasi humbet kontrollin, bëhet fërkim kinetik. Koeficienti i fërkimit varet nga materialet e përdorura, prandaj kemi gishtërinjtë e gomës. Si të krijoni një eksperiment, ngrini dorën dhe flisni.

Figura e fundit përmban "ECU", "Power train" dhe shasinë e këtij modeli Strandbeest.

Hapi 2: Pikat që meritojnë vëmendje gjatë montimit mekanik

Mini-Strandbeest ka një manual përdorimi mjaft të mirë. Duhet të jetë një punë e lehtë të ndiqni manualin dhe të përfundoni montimin. Unë do t'i anashkaloj këto përmbajtje dhe do të nxjerr në pah disa pika interesante që meritojnë vëmendjen tonë.

Në Fig.1, njëra anë e gropës që mban gishtërinjtë e gomës është 90 gradë, ndërsa ana tjetër ka një pjerrësi prej 45 gradë, e cila zyrtarisht quhet krem. Një pjerrësi e tillë udhëzon gishtin e gomës të futet në këmbën plastike. Provoni të instaloni gishtërinjtë e këmbëve nga ana me kamxhik, shihni Fig.2, pastaj provoni anën tjetër. Dallimi është shumë i dukshëm. Ana e djathtë e Fig. 3 është fiksimi në Stranbeest tonë. Isshtë shumë e ngjashme me fiksimin në një motor, motor makine, motor motori, të gjithë ndajnë të njëjtën strukturë. Në një Strandbeest, kur fiksimi kthehet, ai i shtyn këmbët të lëvizin. Për një motor, është lëvizja e pistonit që drejton fiksimin. Ndarja e tillë 120 gradë në një rreth gjithashtu çon në një motor ose gjenerator trefazor, fuqia elektrike është 120-gradë larg, e treguar në Fig. 4. Pasi të kemi mbledhur pjesët mekanike për trupat e majtë dhe të djathtë, tani fillojmë të punojmë në pjesët që shtojmë në Strandbeest, shih Fig. 5. Fig.6 është hapi që ne përdorim në kapësen e motorit të shtypur 3-D për të fiksuar motorin në shasinë e shtypur 3-D. Në këtë hap, truku është se asnjë nga vidhat nuk duhet të shtrëngohen para se pozicioni i motorit të rregullohet në mënyrë që sipërfaqja anësore e shasisë të jetë e njëjtë me sipërfaqen e motorit. Pasi të jemi të kënaqur me shtrirjen, mund t'i shtrëngojmë të gjitha vidhat. Kaloni në Fig.7, ne punojmë në instalimin e bashkimit të fllanxhës, duke lidhur daljen e motorit me fiksimin. Ana e motorit është më e vështirë për t'u instaluar sesa lidhja me anën e fiksimit, shiko Fig. 8. Prandaj, së pari lidhim fllanxhën anësore të motorit. Pasi të jetë instaluar bashkimi i fllanxhës për të dy motorët, siç tregohet në Fig.9, ne përdorim dy pjesë të shufrave të karbonit me diametër 2 mm për të lidhur shasinë dhe strukturën e ecjes majtas/djathtas. Kjo po ndodh në Fig.10. Në total, ne përdorim 3 copë shufra karboni për të lidhur këto entitete. Por në këtë hap, ne lidhim vetëm dy prej tyre, sepse duhet të kthejmë boshtin dhe të përshtatim lidhjen midis fllanxhës dhe fiksimit. Nëse 3 pjesë të shufrave të karbonit kanë qenë në vend, do të jetë më e vështirë të rregulloni pozicionin relativ dhe t'i lidhni ato. Së fundi, ne kemi sistemin mekanik të montuar përfundimtar, në Fig.11. Hapi tjetër, le të punojmë në elektronikë.

Hapi 3: Lidhja elektrike

Të gjitha sistemet elektronike kanë nevojë për furnizim me energji elektrike. Ne mund të vendosim një bateri me 1 qeliza diku të përshtatshme, për shembull, nën tabelën e qarkut në Fig. 1. Polariteti i furnizimit me energji është aq kritik saqë meriton një figurë të dedikuar për t'u diskutuar. Fig.2 nxjerr në pah lidhjen e baterisë. Në bordin e kontrolluesit, polariteti shënohet me "+" dhe "GND", shiko Fig.3. Kur bateria mbaron, një kabllo USB përdoret për të rimbushur baterinë, shihni Fig. 4. LED që tregon "rimbushje në proces" do të fiket automatikisht kur bateria të mbushet përsëri. Hapi i fundit është lidhja e prizave të motorit me lidhësit e motorit në bordin e kontrolluesit. Ekzistojnë 3 lidhje motorike, të etiketuara me numrin 16 në Fig. 3. Në Fig. 5, motori i majtë është i lidhur me lidhësin më të majtë të etiketuar me PWM12, dhe motori i djathtë është i lidhur me lidhësin e mesëm. Aktualisht, kthimi i një rezervuari (automjeti drejtues diferencial) në të majtë është i koduar si një ulje e fuqisë hyrëse të motorit të lidhur me portën motorike PWM12. Prandaj motori i lidhur me portën PWM12 duhet të drejtojë këmbët e majta. Më vonë do të konvertoj të gjithë funksionin e përzierjes në konfigurim të përdoruesit. pasi Duke ndërruar zgjedhjen e lidhësit të motorit, ose të ndryshojmë drejtimin e lidhësit të motorit, ne mund të rregullojmë problemin siç është Strandbeest që lëviz prapa kur urdhërohet të ecë përpara, duke kthyer drejtimin e gabuar, mos harroni që motori DC ndryshon drejtimin e tij të rrotullimit nëse tela hyrëse është lidhur me fuqinë e kontrollit në renditje të kundërt.

Hapi 4: Cilësimet dhe funksionimi i aplikacionit

Ne së pari shkarkojmë një aplikacion android nga Google Play Store, shiko Fig.1. Ky aplikacion ka shumë funksione të tjera të cilat ne nuk mund t'i mbulojmë në këtë udhëzues, ne do të përqendrohemi vetëm në temat e lidhura drejtpërdrejt me Strandbeest.

Ndizni kontrolluesin e pajisjes bluetooth, ai do të shfaqet në listën e pajisjeve të zbulimit. Klikimi i gjatë do të na çojë në funksionin e shkarkimit mbi ajër për t'u "udhëzuar" më vonë. Para se të klikojmë dhe të fillojmë kontrollin, le të bëjmë disa konfigurime së pari duke klikuar në këndin e sipërm të djathtë "Cilësimet". Në Fig.2, ajo fshihet nën ikonën…. Fig.3 tregon kategori të shumta vendosjeje. Këto cilësime, të konfiguruara në Aplikacion, vihen në veprim në tre mënyra: 1) disa cilësime ndikojnë vetëm në funksionimin e Aplikacionit, të tilla si aritmetika për të marrë komandën e kontrollit të fuqisë së secilit motor nga komanda juaj e drejtimit dhe mbytjes. Ata jetojnë në Aplikacion. Në disa udhëzime të mëvonshme, ne do të tregojmë se si i zëvendësojmë ato me programet tona Python/Java. 2) disa cilësime i dërgohen harduerit si pjesë e protokollit të kontrollit në ajër, siç është kalimi midis kontrollit të drejtpërdrejtë (servo kthen pikërisht këndin e urdhëruar) dhe fluturimit me tela (moduli i integruar i funksionit të kontrolluesit autonom funksionon servo kanal sipas komandës së përdoruesit dhe qëndrimit aktual) 3) disa cilësime do të dërgohen në Memory Jo-volatile në kontrolluesin e harduerit. Prandaj, hardueri do të ndjekë këto cilësime sa herë që ndizet pa u konfiguruar. Një shembull do të jetë emri i transmetimit bluetooth i pajisjes. Ky lloj cilësimi kërkon një cikël të energjisë për të hyrë në fuqi. Kategoria e parë në të cilën zhytemi është "Cilësimet e Përgjithshme" në Fig.4. "Funksioni i kontrollit të aplikacionit" në Fig.5 përcakton se çfarë roli po luan ky aplikacion, një kontrollues për pajisjen harduerike mbi lidhjen direkte me bluetooth; një urë mbi intranetin/internetin për kontrollin e telepresencës; etj. Tjetra, faqja "Lloji HW" në Fig.6 tregon aplikacionin që po punoni me një automjet diferencial drejtimi, kështu që modaliteti "tank" duhet të zgjidhet. Ne kemi 6 rezultate PWM të disponueshme në total. Për Strandbeest, ne duhet të konfigurojmë kanalin 1 deri në 4 sipas Fig. 7. Çdo kanal PWM operohet në njërën nga mënyrat e mëposhtme: 1) servo normale: servo RC e kontrolluar nga 1 deri në 2ms sinjal PWM 2) servo kundërt: kontrolluesi do të ndryshojë kontrollin e përdoruesit për daljen e tij 3) Cikli i funksionimit të motorit DC: një DC motori ose ndonjë pajisje elektrike me fuqi, mund të operohet në modalitetin e ciklit të punës, 0% është fikur, 100% është gjithmonë e ndezur. 4) Cikli i funksionimit të motorit DC në mënyrë të kundërt: përsëri kontrolluesi do të ndryshojë kontrollin e përdoruesit për daljen e tij Meqenëse ne përdorim motorin DC dhe kujdesemi për drejtimin e rrotullimit të motorit sipas porosisë së instalimeve elektrike, ne do të zgjedhim "Ciklin e punës së motorit DC" për kanalin 1 në 4, shih Fig. 8. Ne gjithashtu duhet të bashkojmë 2 kanale PWM në 1 urë H, në mënyrë që të mundësojmë kontroll të drejtuar. Ky hap është treguar në Fig.9. Në modalitetin "2 kanale PWM në 1 urë H", kanali 1, 3 dhe 5 përdoren për të kontrolluar të dy kanalin e lidhur. Paraqet nevojën për të riformuar kontrollin e mbytjes, kontrollin lart-poshtë të levës nga kanali i tij i paracaktuar 2 në kanalin 3. isshtë arritur në cilësimet e Fig.10. Siç tregohet në Fig.11, çdo kanal është konfiguruar të marrë një burim hyrës arbitrar.

Bingo, tani kemi përfunduar konfigurimin minimal të kërkuar dhe mund të kthehemi në faqen që tregon pajisjen e dukshme bluetooth dhe ta lidhim. Në Fig.12, provoni të luani levën dhe ne mund të argëtohemi me këtë Strandbeest. Provoni të ngjiteni në një pjerrësi, mbani mend analizën e fërkimit midis llojeve të materialit dhe lexoni qëndrimin e vlerësuar të kontrolluesit të fluturimit, i cili tregohet në rreshtin e etiketuar me "RPY (deg)", katër shënimet në këtë rresht janë rrotullimi, lartësia, këndi i devijimit. vlerësuar nga xhiroskopi dhe akselerometri në bord; hyrja e fundit është dalja e kompasit e kompensuar nga pjerrësia.

Puna e ardhshme: në udhëzimet e mëposhtme, ne gradualisht do të mbulojmë ndërfaqen e tij të programimit, do të zgjedhim gjuhën tuaj të preferuar Java ose Python për të bashkëvepruar me Strandbeest, dhe nuk do të lexoni më statusin e strandbeest nga ekrani i telefonit celular. Ne gjithashtu do të fillojmë programimin në kompjuterin linux të tipit RaspberryPi për tema më të avancuara të programimit, shihni Figurën e fundit. Kontrolloni https://xiapeiqing.github.io/doc/kits/strandbeest/roboticKits_strandbeest/ për pjesët mekanike të printimit 3D dhe https://github.com/xiapeiqing/m2robots.git për SDK dhe kodin shembull nëse doni të filloni menjëherë Me Më tregoni se cila është gjuha juaj e programimit e dëshiruar nëse jo Java ose Python, mund të shtoj një version të ri të SDK.

Argëtohuni me hakimin dhe qëndroni të sintonizuar për udhëzimet e mëposhtme.